Kontaktní čočky, za jejichž vynálezem stojí český vědec Otto Wichterle, pomáhají korigovat zrakové vady už od 60. let 20. století. Nyní vědci vyvinuli nových druh čoček, který umožňuje vidění vlnových délek blízkých infračervenému světlu, ty by mohly mimo jiné pomáhat barvoslepým lidem opět vidět barvy..

Neurovědci z Čínské univerzity vědy a techniky vytvořili kontaktní čočky využívající nanočástice, které vyzařují světlo ve viditelném spektru díky předchozí absorpci světla na jiné frekvenci. Umožňují tak svým uživatelům vidět infračervené vlnové délky, které jsou jinak lidskému oku neviditelné.

Na rozdíl od tradičních brýlí pro noční vidění však nevyžadují zdroj energie. „Náš výzkum otevírá potenciál pro neinvazivní nositelná zařízení, která lidem poskytnou ‚supervidění‘,“ uvádí hlavní autor studie, neurovědec Tian Xue.

Lepší než brýle pro noční vidění

Klasické brýle pro noční vidění, poprvé použité v bojích druhé světové války, využívají elektronický zesilovač obrazu k přeměně fotonů viditelného světla nebo vlnových délek blízkých infračervenému světlu na elektrony.

Tyto elektrony jsou poté směrovány na luminiscenční stínítko, které září zeleně. Tyto brýle obvykle potřebují zdroj energie, kvůli čemuž jsou poměrně objemné. Infračervené brýle zase nedokáží přesně rozlišit světlo v celém rozsahu, zejména u delších vlnových délek.

Oba problémy řeší nové kontaktní čočky. Pro jejich vytvoření vložili vědci nanočástice do flexibilních, netoxických polymerů, které se obvykle používají při výrobě měkkých kontaktních čoček. Nanočástice, sestávající z fluoridu sodno-gadoničitého (NaGdF4), luminiscenčního ytterbia, erbia a zlata, absorbují fotony záření blízkého infračervenému rozsahu vlnových délek od 800 do 1600 nanometrů, než je znovu vyzáří, tentokrát však jako viditelné světlo o vlnové délce 380 až 750 nanometrů.

Schopnost vidět infračervené světlo

Nejprve vědci čočky testovali na myších. Když je měly, preferovaly myši tmavé boxy před těmi osvětlenými infračerveným světlem, zatímco myši bez čoček neprojevily žádnou preferenci. Myši jsou přitom soumrační tvorové, kteří se obvykle drží na tmavých místech, aby se vyhnuli predátorům.

Zornice myší s čočkami se navíc v přítomnosti zdrojů infračerveného světla zúžily a skeny mozku ukázaly, že u nich došlo k aktivaci centra pro zpracování zrakových vjemů.

Poté došlo k testování čoček u lidí. Ti díky nim dokázali vnímat mihotavé infračervené světlo a zachytit jeho směr, přičemž schopnost vnímání tohoto světla se zintenzivnila, když testované subjekty zavřely oči.

„Zjistili jsme, že když subjekt zavře oči, je schopen tyto mihotavé informace přijímat ještě lépe, protože infračervené světlo proniká zavřeným víčkem efektivněji než viditelné světlo, takže je zde menší rušení viditelným světlem,“ vysvětluje Xue.

Naděje pro barvoslepé

Následně vědci nahradili nanočástice vložené do čoček jejich modifikovanými verzemi, které mapovaly specifické části blízkého infračerveného spektra na modrou, zelenou a červenou. Výzkumníci naznačili, že toto vylepšení by mohlo pomoci barvoslepým lépe vnímat barvy.

„Přeměnou červeného viditelného světla na něco jako zelené viditelné světlo by tato technologie mohla zviditelnit neviditelné pro barvoslepé,“ řekl Xue.

Navzdory těmto slibným pokrokům je před uvedením čoček na trh zapotřebí jejich dalšího vylepšení. V současné době zachycují pouze světlo vyzařované LED zdroji, které jsou neuvěřitelně jasné, takže vědci budou muset zvýšit citlivost čoček, aby zachycovaly i světlo s nižší intenzitou.

Blízkost čoček k sítnici jim také může bránit v detekci jemnějších detailů, proto vědci vyvinuli systém nositelných brýlí pro pozorování objektů ve vyšším rozlišení.

Zdroj: LiveScience